L’analyse des gaz du sang artériel (gaz du sang) permet d’évaluer la fonction pulmonaire en mesurant le pH du sang, l'oxygène (O2) et le dioxyde de carbone (CO2) ; elle permet aussi de surveiller le traitement des maladies pulmonaires ; de détecter un déséquilibre acido-basique dans le sang, qui peut indiquer un trouble respiratoire, métabolique ou rénal ; d’évaluer l'efficacité de l'oxygénothérapie.

Dans quel cas une analyse des gaz du sang est-elle prescrite ?

L’analyse des gaz du sang est prescrite en cas de symptômes d'un problème respiratoire, comme une difficulté à respirer, un essoufflement ou une respiration rapide ; lors du suivi pour une maladie pulmonaire ; lorsqu'un déséquilibre acido-basique est suspecté ; périodiquement, en cas d’affection qui provoque un manque d'oxygène aigu ou chronique pour le suivi d’une oxygénothérapie ; lors de certaines interventions chirurgicales pour surveiller les niveaux d'O2 et de CO2 dans le sang

Échantillon requis

Le plus souvent un échantillon de sang prélevé sur une artère, généralement l'artère radiale du poignet ; parfois un échantillon de sang prélevé sur une veine du bras ; le sang capillaire d'une talonnette peut être utilisé pour les bébés.

Préparation de l’examen

En général, aucune préparation n’est nécessaire ; cependant, lors d’une oxygénothérapie, l'oxygénation peut être arrêtée pendant 20 à 30 minutes avant le prélèvement pour un test "à l'air ambiant". Si cela ne peut être toléré, ou pour vérifier le niveau d'oxygène avec l'O2 allumé, la quantité d'oxygène délivrée sera enregistrée.

Qu'est-ce qui est testé ?

Les gaz du sang sont un ensemble d’analyses qui sont effectués en même temps pour mesurer le pH et la quantité d'oxygène (O2) et de dioxyde de carbone (CO2) présents dans un échantillon de sang, généralement provenant d'une artère, afin d'évaluer la fonction pulmonaire et d'aider à détecter un déséquilibre acido-basique qui pourrait indiquer un trouble respiratoire, métabolique ou rénal.

Le corps d'une personne régule soigneusement le pH du sang, le maintenant dans une fourchette étroite de 7,35 à 7,45, ne permettant pas au sang de devenir trop acide (acidose) ni trop alcalin/basique (alcalose). La régulation des acides et des bases par l'organisme comporte deux éléments principaux. Le premier concerne à la fois le métabolisme et les reins : le processus cellulaire de conversion d'une substance en une autre pour obtenir de l'énergie produit de grandes quantités d'acide que les reins aident à éliminer. Le deuxième élément de la régulation de l'équilibre du pH implique l'élimination du dioxyde de carbone (un acide lorsqu'il est dissous dans le sang) par l'expiration des poumons. Cette composante respiratoire est également le moyen par lequel le corps fournit de l'oxygène aux tissus. Les poumons inhalent l'oxygène, qui est ensuite dissous dans le sang et transporté dans tout l'organisme vers les tissus.

Ces processus d'échange gazeux et d'équilibre acido-basique sont également étroitement associés à l'équilibre électrolytique du corps. Dans un état de santé normal, ces processus sont en équilibre dynamique et le pH du sang est stable. (Pour en savoir plus, voir Acidose et alcalose).

Il existe un large éventail d'affections aiguës et chroniques qui peuvent affecter la fonction rénale, la production d'acide et la fonction pulmonaire, et qui sont susceptibles de provoquer un déséquilibre du pH, du dioxyde de carbone et de l'oxygène ou des électrolytes. Parmi les exemples, on peut citer le diabète non contrôlé, qui peut entraîner une acidocétose et une acidose métabolique, et les maladies pulmonaires graves qui peuvent affecter l'échange gazeux de CO2/O2. Même des conditions temporaires telles que le choc, l'anxiété, la douleur, les vomissements prolongés et la diarrhée grave peuvent parfois entraîner une acidose ou une alcalose.

L'analyse des gaz du sang donne un aperçu du pH, de la teneur en O2 et en CO2 du sang d'une personne. Les composants suivants sont généralement inclus dans l'analyse des gaz du sang :

Le pH - une mesure de l'équilibre des acides et des bases dans le sang. Une augmentation de la quantité de dioxyde de carbone et d'autres acides peut entraîner une diminution du pH du sang (devenir acide). Une diminution du dioxyde de carbone ou une augmentation des quantités de bases, comme le bicarbonate (HCO3-), peut entraîner une augmentation du pH sanguin (devenir alcalin).

La pression partielle de l'O2 (PaO2) mesure la quantité d'oxygène gazeux dans le sang.

La pression partielle de CO2 (PaCO2) - mesure la quantité de dioxyde de carbone dans le sang. Lorsque les niveaux de PaCO2 augmentent, le pH du sang diminue, rendant le sang plus acide ; lorsque le PaCO2 diminue, le pH augmente, rendant le sang plus basique (alcalin).

La saturation en O2 (O2Sat ou SaO2) - pourcentage de l'hémoglobine qui transporte l'oxygène. L'hémoglobine est la protéine des globules rouges qui transporte l'oxygène par les vaisseaux sanguins vers les tissus de tout l'organisme.

Teneur en O2 (O2CT ou CaO2) - la quantité d'oxygène par 100 ml de sang.

Bicarbonate (HCO3-) - la principale forme de CO2 dans l'organisme. Il peut être calculé à partir du pH et du PaCO2. C'est une mesure de la composante métabolique de l'équilibre acido-basique. Le HCO3- est libéré et réabsorbé par les reins en réponse aux déséquilibres du pH et est directement lié au niveau du pH. Lorsque la quantité de HCO3- augmente dans le sang, le pH augmente également (devient alcalin).

Excès/déficit de base - un nombre calculé qui représente la somme totale des agents tampons métaboliques (anions) dans le sang. Ces anions comprennent l'hémoglobine, les protéines, les phosphates et le HCO3- (bicarbonate, qui est l'anion dominant). Les anions sont régulés pour compenser les déséquilibres du pH sanguin. Le médecin examinera les résultats des excès/déficits en HCO3- et en bases pour évaluer la capacité tampon totale des poumons et des reins lorsqu'il décidera d'un traitement pour corriger un déséquilibre.

Comment l'échantillon est-il prélevé pour les tests ?

Le sang entier artériel est presque toujours utilisé pour l'analyse des gaz du sang mais, dans certains cas, comme pour les bébés, on prélève plutôt du sang entier à partir d'un talon. Le sang peut également être prélevé sur le cordon ombilical d'un nouveau-né. Étant donné que le sang artériel transporte l'oxygène vers le corps et que le sang d'une veine (sang veineux) transporte les déchets vers les poumons et les reins, les niveaux de gaz et de pH ne seront pas les mêmes dans les deux types d'échantillons sanguins. En règle générale, la plus grande différence entre les valeurs déclarées pour le sang veineux et le sang artériel est la PaO2, et il convient de tenir compte du type d'échantillon lors de l'examen des résultats.

Un échantillon de sang artériel est généralement prélevé dans l'artère radiale du poignet, située à l'intérieur du poignet, sous le pouce, où l'on peut sentir le pouls. Un test de circulation appelé test d'Allen sera effectué avant le prélèvement pour s'assurer que la circulation est suffisante dans le poignet de la personne. Le test consiste à comprimer les artères radiales et cubiques du poignet, puis à les relâcher l'une après l'autre pour surveiller le "rinçage", c'est-à-dire le plissement de la peau lorsque le sang revient dans la main. Si une main ne tire pas la chasse d'eau, l'autre poignet sera testé. Le sang peut également être prélevé dans l'artère brachiale du coude ou dans l'artère fémorale de l'aine, bien que ces endroits nécessitent une formation spéciale pour y accéder correctement. Le sang peut également être prélevé à partir d'un cathéter artériel, mais il doit être prélevé de manière à assurer une contamination minimale.

Chez les nouveau-nés qui éprouvent des difficultés à respirer juste après la naissance, le sang peut être prélevé à la fois sur l'artère et la veine ombilicales et être testé séparément.

Après une prise de sang artériel, une pression doit être fermement appliquée sur le site pendant au moins 5 minutes. Comme le sang pompe par l'artère, la ponction peut prendre un certain temps pour arrêter le saignement. Si une personne prend des anticoagulants ou de l'aspirine, il peut s'écouler jusqu'à 10-15 minutes avant que le saignement ne s'arrête. Après le prélèvement, la personne qui prélève l'échantillon vérifiera que le saignement a cessé et mettra un bandage autour du poignet, qui devrait être laissé en place pendant environ une heure.

Une préparation du test est-elle nécessaire pour garantir la qualité de l'échantillon ?

En règle générale, aucune préparation de test n'est nécessaire. Toutefois, si une personne suit une oxygénothérapie, l'O2 peut être arrêté pendant 20 à 30 minutes avant le prélèvement pour un test "à l'air ambiant" ou, si cela ne peut être toléré ou si le médecin veut vérifier les niveaux d'oxygène avec l'O2 en marche, la quantité d'oxygène délivrée sera enregistrée. Celle-ci est généralement exprimée en fraction d'oxygène inspiré (inhalé) en pourcentage (FiO2) ou en litres d'O2 circulant par minute.

A quoi servent les mesures des gaz du sang ?

Les mesures des gaz du sang sont utilisées pour évaluer la fonction pulmonaire et l'équilibre acido-basique d'une personne.

Elles sont généralement demandées si une personne présente des symptômes aggravés d'un problème respiratoire, comme une difficulté à respirer ou un essoufflement, et si l'on soupçonne une affection telle que l'asthme ou une maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC). Les gaz du sang peuvent également être utilisés pour surveiller le traitement des maladies pulmonaires et pour évaluer l'efficacité de l'oxygénothérapie complémentaire.

Les gaz du sang peuvent également être utilisés pour détecter un déséquilibre acide-base, qui peut se produire en cas d'insuffisance rénale, d'insuffisance cardiaque, de diabète non contrôlé, d'infections graves et d'overdose de médicaments. Ils peuvent être commandés en même temps que d'autres tests, tels que les électrolytes pour déterminer s'il y a un déséquilibre électrolytique, le glucose pour évaluer les concentrations de sucre dans le sang, et les tests d'azote uréique sanguin et de créatinine pour évaluer la fonction rénale.

Quand l’examen est-il prescrit ?

Une analyse des gaz du sang est ordonnée lorsqu'une personne présente des symptômes de déséquilibre entre l'oxygène et le dioxyde de carbone ou de pH, comme des difficultés respiratoires, un essoufflement, des nausées ou des vomissements. Elle peut également être demandée lorsqu'une personne est connue pour avoir une maladie respiratoire, métabolique ou rénale et qu'elle éprouve une détresse respiratoire.

Lorsqu'une personne est "sous oxygène" (ventilation), les gaz du sang peuvent être mesurés à intervalles réguliers pour contrôler l'efficacité du traitement. D'autres traitements pour les maladies pulmonaires peuvent également être surveillés à l'aide des gaz du sang.

Les gaz du sang peuvent également être prescrits lorsqu'une personne a un traumatisme à la tête ou au cou, qui peut affecter la respiration, et lorsqu'une personne subit une anesthésie prolongée - en particulier pour un pontage cardiaque ou une chirurgie du cerveau - pour surveiller les gaz du sang pendant et pendant une période après l'intervention.

La vérification des gaz sanguins du cordon ombilical d'un nouveau-né peut révéler des problèmes respiratoires et déterminer le statut acido-basique. Les tests ne sont généralement effectués que si un nouveau-né a des difficultés respiratoires.

Signification des résultats

Les valeurs normales varient d'un laboratoire à l'autre. Elles dépendent également de l'altitude au-dessus du niveau de la mer, car le niveau d'oxygène dans le sang d'une personne sera plus faible si elle vit au-dessus du niveau de la mer.

Les résultats d'une analyse des gaz du sang artériel ne constituent pas un diagnostic ; ils doivent être utilisés en combinaison avec les résultats d'autres tests et examens pour évaluer si une personne a un problème respiratoire, métabolique ou rénal.

Des résultats anormaux de l'un des composants des gaz du sang peuvent indiquer un ou plusieurs des problèmes suivants :

• Une personne ne reçoit pas assez d'oxygène
• Une personne ne se débarrasse pas de suffisamment de dioxyde de carbone
• Il y a un problème de fonctionnement des reins d'une personne
• Une faible pression partielle d'oxygène (PaO2) suggère qu'une personne ne reçoit pas assez d'oxygène, alors que des résultats qui se situent dans la plage normale signifient généralement que l'apport en oxygène est suffisant.

Tous les autres composants de l'analyse des gaz du sang (pH, PaCO2, HCO3-) sont liés entre eux et les résultats doivent être considérés ensemble. Certaines combinaisons de résultats, si elles sont anormales, peuvent indiquer un état qui provoque une acidose ou une alcalose. Il peut s'agir des éléments suivants :

L'acidose respiratoire est caractérisée par un pH plus faible et une augmentation de la PaCO2 et est due à une dépression respiratoire (manque d'oxygène absorbé et de dioxyde de carbone éliminé). Elle peut être causée par de nombreux facteurs, notamment la pneumonie, la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) et la sursédation due aux narcotiques.

L'alcalose respiratoire, caractérisée par un pH élevé et une diminution de la PaCO2, est due à une surventilation provoquée par l'hyperventilation, la douleur, la détresse émotionnelle ou certaines maladies pulmonaires qui interfèrent avec l'échange d'oxygène.

L'acidose métabolique, caractérisée par un pH plus faible et une diminution du HCO3-, entraîne une acidité du sang trop importante pour le bon fonctionnement du métabolisme/des reins. Les causes sont notamment le diabète, le choc et l'insuffisance rénale.

L'alcalose métabolique est caractérisée par un pH élevé et une augmentation du HCO3- et se manifeste par une hypokaliémie, des vomissements chroniques (perte d'acide gastrique) et une surdose de bicarbonate de sodium.

Des exemples de résultats de tests associés aux conditions ci-dessus sont résumés ci-dessous :

PH	BICARBONATE	PACO2	CONDITION	CAUSES COURANTES
Moins de 7,35	Faible	Faible	Acidose métabolique	Insuffisance rénale, choc, acidocétose diabétique, intoxication au méthanol, saliciate, éthanol
Supérieur à 7,45	Elevé	Elevé	Alcalose métabolique	Vomissements chroniques, faible taux de potassium dans le sang, insuffisance cardiaque, cirrhose
Moins de 7,35	Elevé	Elevé	Acidose respiratoire	Narcotiques, maladies pulmonaires telles que l'asthme, la BPCO, l'obstruction des voies aériennes, la pneumonie, la myasthénie grave
Supérieur à 7,45	Faible	Faible	alcalose respiratoire	Hyperventilation, douleur, anxiété, traumatisme cérébral, pneumonie, certains médicaments (salicylate, catécholamines)

 

Si elles ne sont pas traitées, ces conditions peuvent créer un déséquilibre qui peut éventuellement mettre la vie en danger. Un médecin peut réaliser l'intervention médicale nécessaire pour rétablir un équilibre acido-basique normal, mais il faut également s'attaquer à la cause sous-jacente du déséquilibre.

Informations diverses

Le prélèvement d'un échantillon de sang artériel est généralement un peu plus douloureux qu'une ponction veineuse ordinaire. Une gêne modérée peut être ressentie et une compresse peut être nécessaire pendant un certain temps pour prévenir tout saignement à l’endroit où le prélèvement a été effectué.

Parfois, le sang veineux mixte prélevé sur un cathéter central est utilisé dans des situations particulières, comme dans les laboratoires de cathétérisme cardiaque et par les services de transplantation. Une interprétation attentive des résultats est nécessaire. Le sang veineux périphérique, tel que celui prélevé dans une veine du bras, n'est d'aucune utilité pour l'état d'oxygénation car il a une teneur en oxygène réduite du fait qu'il est composé de sang retournant au cœur.

Ce test peut-il être effectué dans un cabinet médical ?

L'analyse des gaz du sang, effectuée par un personnel qualifié, se fait généralement dans un hôpital, une salle d'urgence, un centre chirurgical, une ambulance ou un grand laboratoire, car elle doit être effectuée immédiatement après le prélèvement de l'échantillon et un équipement spécialisé est nécessaire. La plupart des cabinets médicaux ne disposent pas de telles capacités.

L’analyse des gaz du sang n’est pas systématique en cas de pneumonie et d’asthme.

La plupart des cas de pneumonie ou d'asthme peuvent être diagnostiqués par des symptômes et suivis en écoutant les bruits au niveau de la poitrine ou en examinant les résultats des tests de spirométrie ou des radiographies pulmonaires. La plupart du temps, l'asthme répond aux médicaments prescrits et la pneumonie répond au repos et éventuellement aux antibiotiques. Une analyse des gaz du sang peut toutefois s'avérer nécessaire en cas de problèmes respiratoires graves ou aigus ou de problèmes chroniques prolongés. Dans ces cas, l'analyse des gaz du sang est généralement effectuée aux urgences ou à l'hôpital.

Autre moyen pour mesurer le taux d’oxygène

L'oxymètre de pouls est un moyen non invasif (sans aiguille ni échantillon de sang) de surveiller en permanence la saturation en O2. Un petit dispositif en forme de pince (capteur) est fixé à l'extrémité du doigt ou du lobe de l'oreille. Le capteur lit la lumière qui est transmise à travers la peau. Les oxymètres de pouls sont utiles pour surveiller l'évolution de la saturation en O2, mais leur précision peut être affectée par la présence de formes anormales d'hémoglobine, comme la carboxyhémoglobine (voir ci-dessous), l'hypotension due à une mauvaise perfusion (pompage du sang dans un organe ou un tissu) et de très faibles niveaux d'hémoglobine dus à une anémie sévère.

Qu’est-ce que la carboxyhémoglobine dans quels cas est-elle mesurée?

Si les gaz sanguins ont été mesurés à l'aide d'un instrument appelé co-oxymètre, le rapport de laboratoire peut également indiquer les résultats de la carboxyhémoglobine et d'autres formes altérées d'hémoglobine. Un co-oximètre est un analyseur de gaz du sang qui peut mesurer les concentrations de dérivés de l'hémoglobine (comme la carboxyhémoglobine) en plus des mesures habituelles des gaz du sang. Un co-oximètre n'est pas toujours utilisé, de sorte que ces valeurs ne sont pas rapportées pour toutes les analyses de gaz du sang.

La carboxyhémoglobine est une forme modifiée ou un dérivé de l'hémoglobine qui se forme lorsque le monoxyde de carbone se lie à l'hémoglobine. Les niveaux de carboxyhémoglobine sont souvent élevés en cas d'empoisonnement au monoxyde de carbone, et un co-oximètre est utilisé pour mesurer les niveaux de carboxyhémoglobine et pour surveiller l'oxygénothérapie. L'hémoglobine se lie au monoxyde de carbone environ 210 fois plus fortement qu'à l'oxygène. La liaison au monoxyde de carbone diminue considérablement la capacité de l'hémoglobine à transporter l'oxygène dans le corps, ce qui peut conduire à une maladie grave, voire mortelle.

Parmi les autres dérivés de l'hémoglobine figurent la sulfhémoglobine (ou sulfméthémoglobine) et la méthémoglobine, qui peuvent résulter de l'ingestion de certains médicaments ou de l'exposition à des produits chimiques. Ces formes altérées d'hémoglobine, comme la carboxyhémoglobine, ne peuvent pas fonctionner correctement pour transporter l'oxygène aux tissus du corps et sont généralement mesurées par un co-oximètre.